专利名称：以小麦全粉为原料的柠檬酸二级发酵工艺的制作方法
技术领域：
；本发明涉及柠檬酸的制备方法。更具体地说，是柠檬酸制备过程中的二级发酵工艺。
背景技术：
柠檬酸是一种酸性较强的有机酸，易溶于水、酒精、不溶于有机溶剂。柠檬酸在许多行业中有着极为广泛的用途。包括应用在食品工业中作为饮品的酸味料，在药品工业中是许多药品的原材料，在化学工业中，是优良的多价合剂等。柠檬酸是有机酸中比较重要的短线产品，世界消费量增长速度始终维持在7％～10％，其用途还在不断扩大。
柠檬酸的制备过程包括菌种培养——接入菌种，经一级发酵制备一级培养物——接入一级培养物进行二级发酵——提取柠檬酸。
目前，各生产厂家制备柠檬酸，都是以薯类或玉米为原料。如中国专利CN1112606A公开的“一种关于柠檬酸或柠檬酸钠的制备方法”。该方法所提供的技术方案是以玉米为原料制备柠檬酸。在其工艺过程中，以玉米粉和水按比例调得的浆料在升温过程中，需要分段控温，高温淀粉酶在不同的温度下分段加入，液化后必需将含过剩蛋白质及不可发酵固形物的玉米渣与液化液分离，而在将液化液投入发酵罐之后，又要将所分离出的玉米渣按比例重新投入发酵罐。该工艺存在如下问题1、高温淀粉酶的分段加入增加了工艺复杂性。
2、为了控制液化液中所含蛋白质及营养成份，必须首先将玉米渣从液化液中过滤，再按比例重新投入。工艺设计不合理。
3、玉米为原料，其资源有限、价格高。
传统观念认为，小麦淀粉蛋白质含量高，“柠檬酸生产菌株无法利用这种高营养培养基进行代谢积累”。基于这种理论，在中国专利CN1072456A所公开的“利用小麦粉生产柠檬酸的方法”中，提出以“市售标准85#小麦面粉为原料生产柠檬酸”。具体工艺是首先将小麦面粉制成面团，经洗涤分离为面筋和淀粉乳，并控制面粉乳中的蛋元含量在0.5～0.6％之间。同时，所得的面筋送入气流干燥设备烘干制得谷朊粉。该工艺是以同时设置气流干燥设备将面筋烘干制得谷朊粉为前提条件的，如果单从以小麦为原料生产柠檬酸来说，由于淀粉处理设备投入较大，能耗过多，工艺并不可取。此外，该工艺中的“将面筋送入气流干燥设备烘干制得谷朊粉”，以及“抽排多余的蛋白质”都会由于形成污染物，给环保带来难度。种种原因，使该工艺至今未能得到实际应用。
同样，在中国专利CN1135772A中所公开的“生产柠檬酸的新方法”中，其以小麦作为柠檬酸发酵原料时也必须对小麦面粉进行淀粉处理，以调整淀粉中蛋白质含量在一定的范围内。该方法中，“完成糖化作用后，按淀粉制造工业中使用的标准方法过滤水解产物，并需进行脱色和浓缩”。其中和、脱色过程中的废水排放也势必带来环境污染。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服传统观念，提供一种以小麦全粉为原料的柠檬酸二级发酵工艺。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是a、直接将小麦全粉和水按重量比1∶5～1∶8进行调浆处理；浆料升温至85℃时一次加入高温淀粉酶，继续升温至90℃时维持至完全液化；b、采用快速过滤法滤得液化液，将液化液投入发酵罐；c、加温消毒后快速降温至35℃将一级培养物接入发酵罐直至发酵完成。
与已有技术相比，本发明的有益效果体现在1、本发明直接利用小麦全粉进行发酵，不需要进行淀粉蛋白质的调整，打破了过去小麦淀粉蛋白质含量高，柠檬酸生产菌株无法利用这种高营养培养基进行代谢积累柠檬酸的传统观念。
2、本发明中淀粉酶为一次加入，不需要分段控制，简化工艺。
3、本发明不需要进行重复的分离，再投放，工艺设置合理。
4、本发明各种辅料添加剂的用量成倍减少，以淀粉酶为例，其用量仅为玉米原料用量的30％左右。
5、本发明无污染物排放，不存在环境污染问题。
6、本发明小麦原料来源广泛，成本低。
由于大大提高发酵过程中的溶氧效果，加快了产酸速度，缩短了发酵周期，经柠檬酸生产全过程测算，每吨成品节电500度，柠檬酸生产总效率提高12％，生产成品有85％达到美国药典标准。
具体实施例方式实施例11、液化。按液化罐容量，将小麦全粉和水按重量比1∶5进行调浆处理；然后在液化罐内加热，升温至85℃时一次加入高温淀粉酶，加入的量为每克小麦全粉加入4个单位的高温淀粉酶。继续升温至90℃时维持至完全液化。
2、过滤。在上述的液化液中，包含有液化液和小麦渣，采用离心机对其进行分离，并将分离所得的液化液用泵通过管道打入发酵罐。
3、加温消毒。加温至85℃时停止加热，并开始快速降温，降温至35℃将一级培养物接入发酵罐直至发酵完成。
柠檬酸的提取可以采用目前通用的钙盐法或其它提取法。
实施例21、液化。按液化罐容量，将小麦全粉和水按重量比1∶6进行调浆处理；然合在液化罐内加热，升温至85℃时一次加入高温淀粉酶，加入的量为每克小麦全粉加入6个单位的高温淀粉酶，继续升温至90℃时维持至完全液化。
2、过滤。在上述的液化液中，包含有液化液和小麦渣，以袋式真空抽滤对其进行分离，并将分离所得的液化液用泵通过管道打入发酵罐。
3、加温消毒。加温至85℃时停止加热，并开始快速降温，降温至35℃将一级培养物接入发酵罐直至发酵完成。
柠檬酸的提取可以采用目前通用的钙盐法或其它提取法。
实施例31、液化。按液化罐容量，将小麦全粉和水按重量比1∶8进行调浆处理；然合在液化罐内加热，升温至85℃时一次加入高温淀粉酶，加入的量为每克小麦全粉加入8个单位的高温淀粉酶，继续升温至90℃时维持至完全液化。
2、过滤。在上述的液化液中，包含有液化液和小麦渣，以板框压滤法对其进行分离，并将分离所得的液化液用泵通过管道打入发酵罐。
3、加温消毒。加温至85℃时停止加热，并开始快速降温，降温至35℃将一级培养物接入发酵罐直至发酵完成。
柠檬酸的提取可以采用目前通用的钙盐法或其它提取法。
权利要求
1.以小麦全粉为原料的柠檬酸二级发酵工艺，其特征是a、直接将小麦全粉和水按重量比1∶5-1∶8进行调浆处理；浆料升温至85℃时一次加入高温淀粉酶，继续升温至90℃时维持至完全液化；b、采用快速过滤法滤得液化液，将液化液投入发酵罐；c、加温消毒后快速降温至35℃将一级培养物接入发酵罐直至发酵完成。
2.根据权利要求1所述的以小麦全粉为原料的柠檬酸二级发酵工艺，其特征是，所述加入的高温淀酶的量为每克小麦粉4-8单位高温淀粉酶。
全文摘要
以小麦全粉为原料的柠檬酸二级发酵工艺,其特征是:直接将小麦全粉和水按重量比1∶5～1∶8进行调浆处理;浆料升温至85℃时一次加入高温淀粉酶,继续升温至90℃时维持至完全液化;采用快速过滤法滤得液化液,将液化液投入发酵罐;加温消毒后快速降温至35℃将一级培养物接入发酵罐直至发酵完成。本发明打破传统观念,不需要对小麦进行淀粉蛋白质的调整。其工艺设置合理简单。在原料上、设备上、能耗上,可极大地降低成本。实际应用证明,本发明能明显提高原料糖化率和发酵转化率,大大缩短发酵周期。
文档编号C12P7/48GK1336438SQ0112712
公开日2002年2月20日 申请日期2001年8月21日 优先权日2001年8月21日
发明者吴素芳, 苏万举, 吴亚辉, 李进, 孔旭, 刘士陆, 刘峰 申请人:安徽华源生物药业有限公司